北斗卫星导航中基于Farrow插值的联合码环载波环的仿真研究

针对北斗卫星导航系统的基带环路同步设计问题,进行了载波跟踪和码跟踪的环路系统建模,并分析了环路参数对系统性能的影响。由于整个环路的运行必须考虑符号同步,因此采用Farrow结构对环路数据进行插值重采样。仿真结果表明了环路参数对跟踪环路的上升时间、稳态误差的影响,证明整个环路系统可以很好地解调解扩出数据。

基于Farrow内插的码偏信号产生算法及其实现

码偏可调的信号源是高动态接收机研制过程中的重要测试设备,基于插值重采样原理,设计了一种码偏信号产生算法,Matlab仿真验证了算法的准确性,采用软件无线电技术,在FPGA+DAC的硬件平台上实现了该算法,给出了系统整体设计方案,详细阐述了系统关键部分的实现及重要参数设置的依据,并给出仿真及实测的结果,结果证明,此方法产生的码偏信号准确可靠,并大大节省了存储资源,具有较大的应用价值。

符号定时同步环路中高阶内插滤波器的设计

符号定时同步环路作为全数字接收机中最重要的组成部分,对系统整体性能有着重要的影响,而定时同步环路中内插滤波器的性能则在定时同步环路中起着至关重要的作用。基于多项式插值方法设计并用FARROW结构实现的内插滤波器被广泛而深入地研究讨论,且基于现有的抛物线、立方插值等设计的低阶插值器在工程应用中已经有不错的效果。为进一步提升插值效果,以线性、抛物线及立方插值的Farrow内插器系数为起点,通过计算给出了5次、7次等较高阶Farrow内插器的系数及计算过程,并将结果应用于符号定时同步环路中内插滤波器的设计。通过对4QAM信号解调中误差向量幅度（EVM）指标的分析比较,采用高阶内插滤波器对系统的性能有实质的改善。高阶内插滤波器对通信系统中的基带信号的内插重建效果比传统的抛物线及立方插值有明显的改进。

基于PC软件的时间交织ADC误差校准

自从时间交织ADC作为高采样率、高速的ADC有效解决方案以来,高速的TIADC误差校准对硬件结构的设计要求更高,成本也会相应增加。为此提出基于PC机使用软件编程的方式进行误差校准,利用计算机快速、高效和超大的缓存能力等性能特性,采用基于数据统计理论分析的方法完成偏置、增益和时间误差估计,复合公式校准偏置、增益误差,对于时间误差采用拉格朗日插值的Farrow结构分数延时滤波器进行校准。软件系统在搭建的基于双通道数据采集系统平台上进行验证,验证结果表明,ADC的SNR和ENOB都有一定提升;分析结果表明,PC机可以实时地处理高达16G/s速率的采样数据。

数据链信号宽带高速跳频技术的研究与实现

本文设计了一套Link16信号的宽带高速跳频的实现方案,并利用FPGA做了硬件实现,其中Farrow插值滤波是算法核心。宽带高速跳频技术的工程应用及实现给未来新型数据链的研发具有一定的参考价值。

实时水声抗多普勒信道均衡技术

针对水声通信中,尤其是长帧情况下将残余多普勒视为载波频偏将会导致均衡器逐渐发散,提出了一种基于法罗(Farrow)插值结构的分数阶判决反馈均衡器,以对抗水声通信中的残余多普勒引起的均衡器发散问题;低功耗硬件平台算力有限,将快速递归最小二乘算法应用于均衡器系数迭代过程,使得其信道跟踪性能与算法复杂度有较好折中。仿真表明该方法能够对抗时变多普勒水声信道,能够满足硬件平台实时处理;湖上实验验证了该方法能够在夏季恶劣水声信道环境下实现实时水声通信,在500 m距离实时水声通信的误比特率为7.95×10-5,在1000 m距离实时水声通信的误比特率为3.03×10-4,满足实际工程应用的需求。